拉力弦线在高铁线路精调中应用的研究

拉力弦线在高铁线路精调中应用的研究

关桂凯

中国铁路沈阳局集团有限公司沈阳高铁基础设施段

摘要：目前，主流轨道平顺性测量仪器分为两大类，一类是以江西日月明和成都瑞邦为代表的国产仪器；一类是以德国莱卡公司生产的安博格小车和美国天宝公司生产的GEDO小车为代表的进口仪器。但上述两类测量仪器均存在低温无法正常工作和测量速度缓慢的缺点，拉力弦线可以有效解决上述问题，给冬季客专轨道精调提供了保证。

关键词：尼龙弦线 测力计 方便快捷 造价低 安博格

以安博格小车为代表的高精度测量仪器受气温、光强等客观因素影响，作业环境受限，测量速度缓慢，东北严寒气候时无法应用，需要一种简单快捷的测量工具予以代替，结合轨道精调累积经验，研究发明了拉力弦线弥补冬季低温时段测具空白。

一、结构组成和选材

拉力弦线由一对固定支架，一个管型测力计和一条30m长以上弦线组成。如下图：

固定支架：10mm厚钢板、φ8螺纹圆钢、活头等焊接和铰接构成。具体式样如下图：

末端支架前端支架

管型测力计：量程0-200N。

弦线：高强度尼龙弦线，长度不少于30米（根据实际需要可测70米长波不平顺，建议长度不少于100米），直径不大于0.3mm。通过多次选材对比，建议采用日本产32股高强尼龙纤维编织鱼线，弹性变形小，强度大且直径小。

二、实验原理

1、基础点高程测量。选择一段固定线路，在钢轨上从零点开始每5米作为一个基础点，进行标记，即0、5、10、15、25、30……米处进行标记。利用水准仪分别对各基础点处高程进行多次往返测量，计算每个点位高程平均值，视为理论高程值。

2、在不同拉力情况下实量各点弦线至轨面距离。由于拉力低于50N弦线没有完全绷紧，矢度较大；高于60N拉力过大，易将弦线拉断，选择50N、60N两种拉力作为实验基础拉力。

基长选取30米、40米。在30米和40米两种基长下实测各基础点弦线至轨面距离，每种基长测量各基础点测量次数不少于10次。

3、根据基础点标高和弦线距轨面距离计算各基点矢度。实验采取4组数据。如下：

不同拉力下弦线矢度值

4、通过分析比较，选择拉力为50N，基长30米为最优组合。一是弦线最大矢度不超过2mm，精度得以保证。二是拉力值适当，在满足长时间作业身体需要。其各点降低值如下表所示：

30米弦长50N拉力下各点降低值

三、使用方法

1、30米弦长50N拉力下高低测量方法：选择目视长平良好位置（30米左右）将正矢块放置在钢轨顶面，拧紧固定支架螺纹，可适当少量调节弦线长度，控制在28-32米范围内（各点降低值变化较小），将管型拉力计张拉值50N，利用钢板尺测量各基础点弦线与轨面间高差，减去上述降低值和正矢块高度标记在基本点相对轨腰处，即为基本点处高低调整量。两基本点间高低调整量参照相邻两基本点降低值取0.5mm整数倍进行确定（高程调整量为0.5mm级），在30米范围内将每个承轨台高低调整量进行标定，根据实测数据进行高程顺坡调整。

利用上述方法选取与之匹配的降低值也可测量40-60米弦长轨道不平顺，建议不要超过70米，精度有所降低。

2、30米弦长50N拉力下轨向测量方法：选择目视长直良好位置，将正矢块放置在钢轨导向面，其他步骤与高低测量方法相同。在计算轨向调整量时不考虑弦线降低值影响。

利用拉力弦线测量轨向调整量，实测长度要超过高程测量距离，最大可达到80米弦长。同样建议不要超高70米基长，否则读数误差过大，影响精度。

四、结论和建议

拉力弦线进行高铁线路精调是在冬季低温时段无合适测量仪器的前提下研究的替代工具，在维修成本投入不足，无法购置足够高精度测量仪器的情况下也可使用。但原理和方法较为原始，各方面技术条件还需要改善和加强，以便提高其准确度和测量效率。